攝影測量與遙感技術在工程測量中的應用

唐汝煊

重慶市勘測院

1 引言

對于工程項目來說，工程測量是項目建設的基礎，工程測量為建設項目的設計、施工和運營各階段提供基礎支撐。隨著我國科學技術的不斷發展，工程測量技術也得到了較大的發展，尤其在測量精度以及準確度方面有了很大的提升，攝影測量和遙感技術的融合應用能夠提升工程測量作業的安全性和可靠性，提高工程項目的效率和質量，是非接觸式測量的典型應用。

2 攝影測量與遙感技術相關概念介紹

2.1 攝影測量技術

攝影測量技術是通過專業的儀器將測量對象轉化為數字化圖像的一種測量技術，在實際的應用過程中技術人員可以充分利用相機技術得到影像數據，同時按照攝影測量的要求測量空三等像控點，運用攝影測量軟件輸出相關測繪產品。技術人員在運用攝影測量技術時需要根據相機裝置的CCD數字攝影獲取數字影像，運用專用軟件對數字影像進行分析提取，得到數字化產品，獲取影像的同時，技術人員還需要對象控點坐標進行測量，采用GNSS接收機進行靜態測量，得到像控點的坐標，內業進行空三計算，得到準確坐標的數字影像，通過專業軟件處理，得到DLG,DOM,DRG和DEM等4D產品。

2.2 遙感技術

遙感測量技術是接收對象物體發射的主動和被動電磁波信號，對接收的信號進行處理和分析得到數字影像的一種測量技術（如圖1）。

圖1

技術人員在實際運用遙感測量技術的過程中，必須嚴格按照相關的測繪標準進行，同時還要充分考慮工程項目的實際情況。遙感技術結合GNSS衛星導航定位系統能夠完成遙感對象的定位、影像獲取，并對遙感影像內容進行數據分析。遙感測量時，技術人員需要進行相應的影像調繪，與傳統工程測量相比在一定程度上降低了工程測量的工作量，有效節約人力資源與測繪成本，提高了工程測量的效率。

3 當前工程測量工作存在的問題分析

3.1 工作人員專業能力不足

隨著我國建筑工程行業相關技術的不斷創新與開發，工程項目對于專業人才的需求越來越大，工程測量領域當前也出現了嚴重的人才短缺情況。行業內很多技術人員身兼數職，承擔了較多的工作壓力，久而久之會影響員工工作的效率?，F代工程測量的情況越來越復雜，技術人員必須具有較強的專業素質與能力才能夠勝任自己的職位。除此之外，工程測量工作還需要技術人員具有較強的職業素養，對待工作的態度應該是謹慎的、細心的，才能夠保障數據測量的準確性。隨著測量技術以及手段的不斷提升，技術人員也需要對先進的測量技術進行跟蹤學習，才能夠掌握最新的測量技術手段，面對智能化測量儀器時才能夠做到得心應手，提高工作的效率。

3.2 測量管理制度不夠完善

隨著社會和時代的發展，我國工程項目的規模越來越大，相應的工程測量的工作內容也越來越復雜，在實施工程測量時就會出現協調管理較難的情況。目前我國很多大型的工程項目中測量部門管理制度并不完善，與其他部門之間也缺乏有效地溝通，導致工作出現銜接不當的情況，進而影響整個工程的質量。除此之外，很多施工單位不重視測量技術管理，在進行相關制度制定時考慮不周，存在部分不合理的情況，管理的不到位導致測量工作在實施進行的過程中無法按照流程進行，對于出現的問題也無法及時解決，降低了測量工作的效率，進而影響了整個工程的質量。

4 攝影測量與遙感技術在工程測量中應用的主要技術

4.1 衛星遙感影像技術

攝影測量與遙感測量技術在很多工程領域中都有著廣泛的應用，比如水利工程、通信工程以及交通工程等。衛星遙感影像技術能夠收集以及整合不同地區的地理信息，并且通過遙感和攝像測量專業軟件的處理將這些收集到的地理信息轉變為影像圖，供設計人員參考。衛星影像遙感其實是通過各類星載型傳感器進行地球影像采集，接著使用解析法對收集的信息進行保存和處理，將有用的信息提取出來，提高信息的利用率，最后數字圖像技術的結合更是實現了模擬處理的目標[1]。

4.2 數據挖掘技術

數據挖掘技術是一門綜合性分析技術，能夠運用于地質勘探工作中，透過勘探數據不斷挖掘其內部的信息，其技術體系中包含了地理系統、模式識別、空間技術以及可視化技術等。除此之外，遙感技術與攝影測量技術也是數據挖掘技術開展的基礎，實現對圖像數據的處理與分析，再經過專家系統以及神經網絡分析系統等輔助自動分類系統將圖像進行分類，進而提取與分析圖像中的信息將其轉化為人們能夠識別的地理數據信息。因此，數據挖掘技術的應用范圍較為廣泛，應用前景也較為廣闊，作為大數據處理技術的一個重要分支，數據挖掘技術能夠應用于工程測量工作中的各個部分，對工程中各種雜亂的信息進行處理與挖掘，進而得到有用的信息，實現信息挖掘與處理的目的。數據挖掘技術的技術要求較高，因此對技術人員的專業要求以及綜合能力素養要求也比較高，不僅需要技術人員具有較好的計算機技術以及思維，同時還需要具有敏銳的觀察能力，能夠根據工程實際的需求設計分析方法，加強數據挖掘技術的應用。

4.3 機載激光雷達技術

機載激光雷達技術的功能就是測距，它能夠通過飛機搭載可控激光，利用激光的反射完成對象區域的掃描，最終實現對對象物體位置信息的獲取。此技術融合了激光測高計、IMS以及GNSS定位技術，能夠為人們提供準確的影像信息，利用獲取的影像信息進行數字建模，得到相關測繪產品。機載激光雷達技術具有測量速度快、測量范圍廣等特點，同時還能夠有效節約人力資源，實現測量工作的自動化和智能化。最后，機載激光雷達技術受外界環境的較小，不容易受到外界環境的影響，對要在短時間快速完成的較大測繪任務能夠及時響應[2]。

4.4 3S技術

所謂的3S技術其實就是一種遙感技術，是定位系統與地理信息系統的簡稱，在現代社會發展的過程中，3S技術得到了廣泛的應用，比如城市建設工程測量、自然災情預測評價等。遙感技術與地理信息系統的結合深入地挖掘了兩者之間的聯系，將其應用于工程測量工作中能夠極大地提高測量工作的質量與效率，同時還能夠提升空間分辨率。除此之外，此技術還能夠運用于城市規劃以及DEM數據的自動化提取中，通過兩項技術的結合減少遙感圖像處理過程中的地面控制點，促進數據的實時處理，這樣一來，遙感圖像的相關信息就能夠直接傳輸到分析系統中，促進了新型遙感技術的應用。同時還能夠為人們提供準確的數據信息，屬于一種新型的經濟技術手段。

5 攝影測量與遙感技術在工程測量中的應用情況

5.1 地形圖的繪制

技術人員在利用攝影測量技術進行工程測量得到的一項非常重要的產品就是數字線劃矢量圖（DLG），數字線劃矢量圖能夠為工程施工提供科學準確的地形圖數據。比如，設計人員在進行工程建設方案設計的過程中，需要使用到不同比例尺的地形圖進行參考，使用全數字攝影測量技術就能夠較快時間完成不同比例尺地形圖的繪制，提高了工程項目的完成效率[3]。

5.2 數字模型創建

數字模型是利用數字影像技術對物體的三維坐標數據進行處理之后形成的物體虛擬現實，能夠為工程項目的設計與施工提供基礎建設數據，促進工程的施工和建設。技術人員還能夠進一步對物體數字模型進行工程設計以及渲染，將施工項目的周邊環境進行直觀的展示，尤其是工程設計方案經過渲染之后就能夠直接形成效果圖，在水利工程中還能夠對水庫的動態情況進行模擬，提高工程設計方案的科學性。

5.3 優化線路設計

通過數字化攝影測量技術能夠幫助技術人員構建數字地面模型，并在立體模型中對相關的地理信息數據進行標注，方便設計人員在進行線路設計時優化對線路的選擇與設計。此技術在多個領域中得到了廣泛的應用，比如電力工程、公路橋梁工程以及管道工程等。數字地面模型還能夠根據地形的特點對線路的走向以及結構進行動態調整，比如，在電力工程中，通過數字地面模型的建立能夠幫助技術人員開展電力線路的勘察設計工作，除此之外，利用全數字攝影測量技術還能夠建立一體化電力工程勘察設計平臺，提高電力工程建設的效率[4]。

5.4 制作影像地圖

影像地圖是數字化攝影測量計算的重要產品之一，同時在工程建設與測量領域具有較高的應用價值與優勢[5]。在處理中心投影的航攝影像時，影像地圖中能夠使用相應的數字高程模型進行糾偏處理，進而消除投影差，并將圖像信息作為標注加設在垂直投影影像上，其中的標注信息包括等高線以及坐標格網等基礎信息。影像地圖不僅具有圖像的詳細信息，同時還具備線劃地圖的理解形式優勢，能夠在圖像中以直觀的方式展示地理面貌，具備其他技術達不到的成圖成像速度，具有較高的實際應用價值[6]。

5.5 制作專題圖

使用遙感技術與攝影測量技術能夠通過對信息的分析與收集編制影像地圖與專題圖，比如水資源的分布專題圖、土地利用現狀圖以及森林資源分布專題圖等。這些專題圖的開發能夠在土地整理的工作中得到充分的應用，幫助技術人員開展土地調查與規劃工作。之前收到技術的限制，人們對于土地利用的現狀圖構造時間較久，更新速度較慢，導致很多土地資源管理部門只能參照舊的資料，這就使得地圖資料與實際土地使用狀態之間出現了較大的差距，使用衛星遙感技術就能夠有效改善這樣的問題[7]。

6 攝影測量與遙感技術發展趨勢分析

隨著我國經濟與技術的不斷發展，攝影測量以及遙感技術也得到了突破，在研究開發以應用方面取得了較大的成就。首先，在攝影測量技術的發展過程中，人們不斷豐富傳感器的種類，傳感器的創建以及平臺的開發具有更大的自由性與靈活性，人們可以根據自己的實際發展需求選擇對應的傳感器與平臺開展工作，提升工作的效率。其次，攝影測量技術的軟件平臺也呈現出并行化發展的趨勢。隨著信息時代的到來，信息技術以及大數據技術徹底改變了人們的生活方式，同時導致人們對于數據以及信息的需求也越來越高。當代人們的生活中充斥著大量的信息數據，要想得到有效地信息就必須加快信息處理的效率，因此，軟件平臺的并行發展成了未來發展的重要趨勢。除了攝影測量技術，我國遙感技術也在不斷發展。經過對當前整體技術需求的分析能夠知道，遙感技術發展以及研究的趨勢主要體現在信息的提取以及分析效率等方面。因此，技術人員應該繼續加強對傳感器系統的研究與改進，提高傳感器的數據精確度。除此之外，遙感技術還應該與多源遙感數據相結合，經過一定的算法與處理形成一個統一的模型，提高傳感器的分辨率，不但拓展遙感技術領域[8]。

7 結束語

綜上所述，工程測量是工程建設中最基礎的工作內容，攝影測量與遙感技術是非接觸式測量的典型應用，是未來工程測量的發展趨勢，因此，各測量單位應該增加對攝影測量與遙感技術的應用，不斷加強對專業技術人員能力的培養，同時不斷提高測量數據的準確性與精度，提高工程建設的可靠性與安全性，促進我國工程建設技術的發展。